燃烧室容积

柴油机的燃烧室根据混合气形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机的燃烧室可分为两大类，即直接喷射式燃烧室和间接喷射式(或称分开式)燃烧室。

其中直接喷射式燃烧室又可分为开式燃烧室和半开式燃烧室;分开式(或分隔式)燃烧室可分为涡流室燃烧室和预燃室燃烧室。

l.直接喷射式燃烧室直接喷射式(简称直喷式)燃烧室是因燃油直接喷射在燃烧室内而得名的。

这种燃烧室的结构主要取决于活塞顶上的凹坑形状。

通常根据燃烧室深浅又划分为开式燃烧室(燃烧室口径与气缸直径之比dk/D=0.8以上)和半开式燃烧室(燃烧室口径与气缸直径之比dk/D=0.35~0.65)两类。

(1)开式燃烧室。

开式燃烧室是一种由活塞顶面及气缸盖底面之间形成的、中间没有明显分隔的燃烧室。

这种燃烧室的结构特点是，活塞顶上的凹坑直径较大、深度较浅、没有缩口、呈浅盆形或浅ω形，以适应油束的形状。

与燃烧室相匹配的多孔喷油器装置在气缸盖中央，喷孔数为6~12个，孔径为0.25~0.80mm，喷油角度为140°~160°，喷油压力较高，一般为20~40MPa，最高喷油压力甚至高达l00MPa以上。

这种燃烧室内一般不组织空气涡流运动，其混合气体的形成主要靠燃油的喷散雾化，对燃油雾化质量要求较高。

开式燃烧室的特点是形状简单、结构紧凑、散热面积小、无节流损失，因而燃油消耗率低，而且起动较容易。

由于这种燃烧室是均匀的空间混合，在滞燃期内形成的可燃混合气体数量较多，因而最高燃烧压力Pz和平均压力升高率△P/△ρ较高，柴油机工作比较粗暴。

而且易冒黑烟，排气中NOx的生成量较高，对转速和燃油品质较敏感，且对燃油系统的要求较高。

柴油机所使用的多孔喷油嘴孔径小，容易堵塞。

由于上述特点，开式燃烧室适用于大型中低速柴油机。

(2)半开式燃烧室。

这种燃烧室在某种程度上被分为两部分，其中一部分由设置在活塞顶部或气缸盖底面上的凹坑组成，另一部分由活塞顶面到气缸盖底面之间的空间组成，两者间有较大的喉口相连通。

汽油机燃烧室基本要求是汽油机燃烧室是发动机工作的核心部件，它决定了发动机的性能和效率。

下面将介绍汽油机燃烧室的基本要求。

1. 容积和形状汽油机燃烧室的容积和形状对发动机的性能和效率有着非常重要的影响。

燃烧室的容积应该与缸内活塞的移动相适应，以确保燃料被完全燃烧。

燃烧室的形状应该有利于混合气体的均匀分布和燃烧。

通常，燃烧室的顶部是圆形或半球形的，底部是扁平的或有一定的倾斜角度。

2. 燃烧室壁面燃烧室壁面应该具有一定的光滑度和导热性，以便降低燃烧过程中的热损失和防止积炭。

同时，为了保证混合气体的快速燃烧，燃烧室的壁面应该具有一定的凸起或凹陷，以增加燃烧面积。

3. 燃烧室进气口燃烧室的进气口应该位于燃烧室的正中央，并且尽可能大，以确保混合气体的快速进入和充分混合。

此外，进气口的角度和方向也应该考虑到燃烧室的形状和容积，以保证混合气体的均匀分布。

4. 点火系统点火系统是燃烧室中燃料燃烧的关键。

点火系统的设计应该使火花能够快速传播到燃烧室中的混合气体，并且能够在短时间内完成点火过程。

此外，点火系统的位置也应该考虑到燃烧室的形状和容积，以保证点火能够覆盖整个燃烧室。

5. 排气系统排气系统对燃烧室的正常工作也有着重要的影响。

排气系统应该能够及时排出燃烧后的废气，并且将废气排出至远离发动机的位置，以避免对发动机产生负面影响。

此外，排气系统的设计还应该保证废气能够尽可能快地排出，以避免影响发动机的性能和效率。

汽油机燃烧室是发动机工作的核心部件，其设计应该考虑到容积和形状、燃烧室壁面、燃烧室进气口、点火系统和排气系统等方面，以确保发动机具有良好的性能和效率。

不可不知的发动机知识！1发动机是由哪些机构和系统组成的？汽油机通常由两大机构、五大系统组成，而柴油机则少了点火系统。

汽油机的结构示意图如下图所示。

① 曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现热功能转换的核心机构，主要由机体组（气缸体、气缸盖、油底壳）、活塞连杆组（活塞、活塞环、活塞销、连杆体、连杆盖、连杆螺栓）、曲轴飞轮组（曲轴、飞轮）组成。

② 配气机构为使发动机工作循环连续进行，必须定时开闭进、排气门，以便向气缸内充入混合气和排出废气，为此，发动机设置了配气机构。

它主要由气门组（气门、气门导管、气门弹簧）和气门传动组（正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴）组成。

③ 燃料供给系统传统化油器式燃料供给系统一般由汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气歧管、排气歧管、排气消声器等组成。

其作用是把汽油和空气混合成比例合适的可燃混合气送入气缸，并使燃烧后生成的废气排入大气。

④ 点火系统汽油机靠点火系统产生的高压电火花，适时点燃气缸内的可燃混合气，主要由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈、火花塞和点火开关等组成。

⑤ 冷却系统水冷却系统一般由水泵、节温器、散热器、风扇、循环水套、分水管等组成。

其作用是把机件多余的热量散发出去，以保持发动机正常的工作温度。

⑥ 润滑系统润滑系统的作用是将润滑油送到相对运动零件的摩擦表面，减轻机件磨损，还有冷却、清洗零件表面及密封、减振和防锈的功能。

一般由机油泵、集滤器、限压阀、润滑油道、机油粗滤器、机油细滤器、机油冷却器等组成。

⑦ 启动系统包括起动机及其附属装置，作用是启动发动机。

2发动机排量是指什么，怎样计算？发动机排量是发动机各缸工作容积的总和，即单缸排量和缸数的乘积。

设发动机的气缸数为i，则而气缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程，其计算公式如下。

上式中：D——气缸直径，mmS——活塞行程，mm轿车发动机的总排量可以作为区分轿车级别的标志。

发动机构造与维修复习题1、发动机、内燃机如何定义？答：发动机又称为引擎，是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，通常是把化学能转化为机械能。

内燃机:一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

2、内燃机编号规则？四冲程发动机定义？答：内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。

内燃机型号由以下四部分组成：首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。

中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。

后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。

尾部：区分符号。

同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。

四冲发动机的定义：发动机经过吸气，压缩，做功，排气，四个形成曲轴旋转2周。

3、什么是空燃比，什么是过量空气系数，在混合气过浓或过稀答：空燃比是可燃混合气中空气质量与燃油质量之比,表示空气和燃料的混合比。

过量空气系数是值燃烧1kg燃料所需实际空气与燃烧1kg燃烧所需理论空气的比值。

4、发动机由哪几部分组成？答：发动机的组成：曲柄连杆机构、配气机构，燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、启动系统、点火系统5、汽油机和柴油机主要异同点？答：柴油机混合气的形成是在气缸内部完成的。

当压缩行程终了，气缸内被压缩的空气已具有很高的温度，并已达到柴油的燃点。

此时由喷油器喷入的燃油一遇高压高温的空气立即混合、蒸发、雾化，同时自行着火燃烧。

汽油机混合气的形成是在气缸外部通过化油器形成的。

进气行程中吸入的混合气，在压缩行程中温度得以提高，从而使汽油（更好地蒸发后）和空气更好地混合雾化，这样在压缩行程接近终了时，由火花塞点燃可燃混合气，使其能迅速地、集中地、完全地燃烧。

正如上述着火机制的不同，所以汽、柴油机的压缩比不一样。

柴油机压缩比较高是为了保证压缩空气达到柴油的自燃温度（燃点）。

6、四冲程汽油机工作原理？答：进气行程中，进气门开启，排气门关闭。

1、EQ6100――1型汽油机答：二汽生产的6缸四冲程缸径100mm的水冷第一次改型的汽油机。

2、压缩比答：气缸总容积与燃烧室容积的比值，ε= VVa = VcV +Vh = 1+ VVh3、发动机的工作循环答：在发动机内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化成机械能的一系列过程成为发动机的工作循环。

4、活塞环端隙答：活塞环装到气缸后，活塞环开口处的间隙。

5、轴瓦的自由弹势答：瓦在自由状态下其曲率半径大于轴承座的半径，这种现象成为轴瓦的自由弹势。

6、干式缸套答：不与冷却水直接接触的缸套称为干式缸套。

7、气门重叠角答：进排气门同时开启对应的曲轴转角称为气门叠开角。

8、配气相位答：用曲轴转角表示的气门开闭时刻及持续时间。

9、空燃比答：混合气中空气与燃料的质量之比称为空燃比。

10、发动机怠速答：发动机不向外输出动力以最底的转速运转。

11、多点喷射答：每一个进气歧管都安装一个喷油器的喷射系统称为多点喷射。

12、压力润滑答：用一定压力将润滑油供给到摩擦表副的润滑称为压力润滑。

13、冷却水大循环答：冷却水经过散热器的循环称为冷却水大循环。

14、废气涡轮增压答：依靠废气的能量通过废气涡轮增压器提高进气压力，增加进气量的的方法称为废气涡轮增压。

15、平均有效压力Pe答：作用在活塞顶上的假想的大小不变的压力，它使活塞移动一个行程所作的功，等于每循环所作的有效功。

Pe=30τNe/iVhn其中，τ—发动机的冲程数，四冲程发动机取“4”，二冲程发动机取“2”Ne—发动机的有效功率，kWi—气缸数Vh—气缸的工人容积，Ln—发动机转速，rpm16、气缸工作容积答：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积（L）。

17、发动机排量答：发动机所有气缸工作容积之和。

VL = i .Vh18、12V135Z答：表示12 缸，V 型，四冲程，缸径135mm ，水冷，增压发动机。

19、发动机负荷特性答：发动机转速不变时，其经济性指标（GT和ge 等）随负荷变化的关系。

发动机术语及其定义1压缩比压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。

一般用ε表示。

式中：V a－气缸总容积；V h－气缸工作容积；V c－燃烧室容积；通常汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比较高，一般为16～22。

2内燃机内燃机是把燃料燃烧的化学能转变成热能，然后又把热能转变成机械能的机器，并且这种能量转换过程是在发动机气缸内部进行的。

汽车上使用的内燃机主要有汽油机和柴油机。

3有效转矩发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m。

有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。

4有效功率动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作Pe，单位为KW。

它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。

发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率Pe：式中：Te －有效扭矩，单位为N·m；n －曲轴转速，单位为r/min。

5平均有效压力单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa。

显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。

6有效热效率燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记作ηe。

显然，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。

7有效燃油消耗率发动机每输出1kW·h的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作be，单位为g/(kW·h)。

显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。

式中： B －每小时的燃油消耗量，kg/h Pe －有效功率，kW。

；8升功率发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率。

升功率大，表明每升气缸工作容积发出的有效功率大，发动机的热负荷和机械负荷都高9强化系数平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数。

热风炉技术说明一、热风炉结构热风炉主要产生900~1100℃的高温烟气的热工设备。

炉内出来的高温烟气与主排风机排出的部分废气（约90℃）混合成300℃左右的热风供烘干立磨内的高炉水渣。

热风炉为传统的面包炉结构，分燃烧室和混合室。

热风炉砌体长11676mm、宽5584、高6465mm；燃烧室炉膛内长7716mm、炉膛内宽4408mm，炉膛高5375mm。

炉子的有效容积249m3，其中燃烧室为190m3。

炉子砌体结构采用复合型节能结构，主要尺寸如下：炉墙：232mm高铝砖+116mm轻质粘土砖+240mm红砖；炉底：136mm高铝砖+204mm高铝砖+340mm轻质粘土砖+120mm红砖；炉顶：300mm高铝砖+20mm普通硅酸铝纤维毯+200mm高炉水渣。

热风炉的热损失主要是炉体散热，向外散热的热流密度≤3200kJ/m2.h，炉子的表面积约为262 m2，小时散热量约为0.84GJ，约占供热总量1.5%。

还有部分是扒渣时炉门的辐射热。

正常情况下，热风炉的热效率在98%以上。

二、烧嘴布置和烧嘴技术性能热风炉最大加热能力为65GJ/h，炉内温度为900~1100℃。

热风炉全烧混合煤气时，混合煤气用量为8625m3/h（混合煤气热值为1800×4.18kJ/m3），助燃空气用量约15200 m3/h，选用6个FMS-17亚高速烧嘴，烧嘴最大煤气量为1720 m3/h。

烧嘴布置在炉子两侧，每侧3个。

全烧煤粉时，设计按煤粉最大消耗量为3000kg/h考虑，选用2个MFP1500可调旋流煤粉烧嘴，单个烧嘴最大燃煤量为1500kg/h，要求煤粉低发热值>4600kcal/kg。

煤粉烧嘴布置在炉头。

热风炉煤粉烧嘴采用MFP-1500型可调旋流煤粉烧嘴，结构上采取二次风强烈旋转和带有可调钝体以调节火焰长度，火焰的铺展性好，易点火，燃烧稳定。

技术性能参数如下：1）最大燃煤量：1500kg/h；2）煤粉细度R90%：20～30；3）调节比：1:2；4）一次风压：≥980Pa；二次风压：≥1960Pa；5）一次风量：2480Nm3/h；二次风量：5780Nm3/h；6）一次风温：0；二次风温：0～100℃；7）火炬射程：3.8～5.5m；8）火炬张角：40～60°。

计算发动机汽缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量一、热力学计算：参数选择缸径D ： D=80mm缸数i ： i=1 冲程数τ：4转数n ： n=3600r/min 几何压缩比：8.5工作容积h V ： h V =0.3L 有效压缩比ε：ε=7.5大气状态： 0p = 1bar 0T = 288K燃烧平均重量成分： C = 0.855， H = 0.145 ， O = 0燃料低热值Hu ： 44100kJ/kg 过量空气系数α： α=0.85 热量利用系数ξZ ： ξZ = 0.9残余废气系数γ： γ = 0.086排气终点温度Tr ： Tr = 1050K示功图丰满系数φi ： φi = 0.96机械效率ηm ： ηm = 0.93平均多变压缩指数： n 1=1.32进气加热温升Δt ： Δt=20℃（1）． 排气过程排气压力，选Pr=1.1∙P 0=1.1bar（2）． 进气过程取Pa=0.8Po=0.8bar进气终点温度a T =γγ++∆+10r T T T =373K 充气效率v ηγεεη+⋅⋅⋅-=11100a a v T T p p =0.65 （3） . 压缩过程 1) 选取平均多变压缩指数1n =1.222) 压缩过程中任意点X 的压力cx p ：cx p = 2.19.01⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cx a n cx a a V V V V p bar 式中cx V ——x 点的气缸容积，它等于：cx V =()()C x x V Cos L R Cos R D +⎥⎦⎤⎢⎣⎡---ϕϕπ214142 c V =1-εh V =0.04 L 3) 压缩终点压力c p 和温度c T ：c p =Pa 1n ε=8.0⨯22.15.7= 9.3barc T =Ta 11-n ε=373×8122.1-= 589.4Kc t = 273-c T = 316.4c o（4）． 燃烧过程计算1) 压缩终点的空气平均等容比热v Cc t =316.4c o 时，p C =7.06 kcal/kmol c ov C =p C 986.1-= 5.074 kcal/kmol c o2) 压缩终点残余废气平均等容比热"v C ，α =0.85，c t =323.8c o 时，"v C =7.82kcal/kmol c o ."v C =986.1-"p C = 7.82 – 1.986 = 5.834 kcal/kgmol c o3) 压缩终点的混合气平均等容比热'v C'v C =γγ+"+1v v C C =5.103 kcal/kmol c o =21.4 kJ/kgmol c o4) 燃烧终点的温度Z T ,C `V =21.7Kcal/Kmol.Kz p c v u z t C t C M H H "='++∆-μγμξμ1)1()( 将已知数值代入 "p C z t = 69800 kJ/kgmoL反复查表，采取逐步试算法求得： z t = 2113℃, Z T =2113+273 =2386K5）压力升高比λ： 4.589238607.1⨯==C Z T T μλ=4.3 6）燃烧压力P z ： P z =λP C =4.3×9.3=40.3bar二、飞轮侧轴承受力FF=Lf b P z S h =0.6×1.6×40.3×0.005=19.3KNL 为左右轴承力臂比f b 为轴承冲击载荷系数，取1.6S h 为活塞顶面积三、结论：根据GB/T 276-1994 轴承6206的许用基本额定动载荷为19.5KN计算结果为飞轮侧轴承受最大载荷为19.3KN 〈19.5KN ，所以轴承6206符合此机型设计要求。